В погрузочное оборудование вертолета входили гидравлическая лебедка, рассчитанная на усилие до 11 340 кг, четыре боковые лебедки для подвески грузов до 4540 кг, и целый ряд узлов крепления контейнеров под низом фюзеляжа. Фирма Сикорского разработала универсальный подвесной контейнер для перевозки грузов и солдат (до 60).
Первый полет S-64 состоялся 9 мая 1962 г. Эксплуатация вертолета началась в Армии США. Опытный заводской вертолет поступил в состав роты летающих кранов. Испытания прошли успешно, и армия заказала шесть серийных S-64. Они получили обозначение YCH-54A. Пять YCH-54A использовались во Вьетнаме в составе 1-й кавалерийской (аэромобильной) дивизии. Они оказались столь эффективны, что последовали новые заказы.
После приобретения 60 CH-54A армия закупила еще 29 CH-54B, который имел двигатель «Пратт-Уитни» JFTD-2-5A мощностью по 4800 л.с., лопасти с увеличенной хордой, а также новый автопилот. Их поставки начались с 1969 г. Эта модификация установила девять мировых рекордов, включая подъем 15 тонн на высоту 3307 м, 10 тонн на 5246 м и 5 тонн на 7778 м.
За военными вертолетами последовали их варианты для мирного использования. Восемь S-64E представляли собой гражданскую модификацию CH-54A. Гражданская модификация CH-54B получила название S-64F, но серийно не строилась, так как авиакомпании предпочитали покупать вертолеты CH-54A и CH-54B, списываемые из Армии. Всего фирма «Сикорский Эркрафт» построила 99 вертолетов S-64 всех модификаций.
Вертолеты S-64 состояли на вооружении армейской авиации США до начала 80-х годов. Сейчас все не отлетавшие еще ресурс краны находятся в руках гражданских потребителей.
Хотя имелся ряд удачных примеров применения вертолета-крана, эта концепция, несмотря на ее внешнюю привлекательность, оказалась не такой уж плодотворной. Выигрыш от применения безфюзеляжных вертолетов «съедался» часто потерями от перегонки «летающих кранов» к местам работы порожняком. Нужных контейнеров часто не оказывалось под рукой. Дешевле было применить фюзеляжные многоцелевые вертолеты с внешней подвеской. Концепция «крана» оправдывала себя только на сверхтяжелых вертолетах и на краново-монтажных работах.
Сикорский с моделью S-64
Опыт постройки тяжелых вертолетов S-56, S-60, S-64 сделал возможным разработку фирмой Cикорского проектов вертолета еще более высокой грузоподъемности. В 1960 г. был разработан проект вертолета S-63 со взлетным весом 42,8 т грузоподъемностью 18 т и диаметром несущего винта 30 м. Затем в 1961 г. – проект DS-103 со взлетным весом 114 т, грузоподъемностью 40 т и диаметром винта 48,3 м. Прорабатывался и проект грузоподъемностью в 80 т.